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节能光源LED日光灯设计方案(图)ag88.com

来源:http://teplogrx.cn 责任编辑:ag88环亚娱乐 2019-04-07 22:43


编者按:日光 灯作为一种光亮柔和而有效的光源 在全世界广受欢迎,无论是在家居、商店、办公室、学校、超市、医院、剧场,还是在商业冰柜、广告灯箱、地铁、人行隧道、人防工程、夜市灯饰 照明 等,只要需要照明的地方均可见到日光灯




传统的荧光日光灯其电源 的利用率并不理想:附加镇流器 功耗较大,开启时需要辅助高压;日光灯管内置的水银在废弃时无法处理,成为污染环境的公害。日光灯管的荧光粉在充入日光灯管过程中,含有较多量的汞(水银),因此日光灯管破裂后,跑出来的水银蒸气对人体的危害较大。权威资料显示:汞蒸气达0.04至3毫克时会使人在2至3月内慢性中毒,达1.2至8.5毫克时会诱发急性汞中毒,如若其量达到20毫克,会直接导致动物死亡。


节能省电是LED日光灯的最大特点。以T8日光灯为例,标称36W的荧光日光灯(CFL),其附加镇流器耗电8W,工作时实际耗电44W,照亮流明为420lm,使用寿命3千小时。而同样规格的LED日光灯,工作时实际耗电仅16W,照亮流明为550lm,使用寿命可达3万小时。

PWM LED驱动控制器PT4107

LED日光灯的LED灯条电源驱动 方案有很多种,目前非隔离方案因其效率高而占主流,而用PWM LED驱动控制器来做LED日光灯驱动电源的又占绝大多数。

PT4107是一个典型的PWM LED驱动控制器,其内部拓扑结构如图1。




PT4107是一款高压降压式PWM LED驱动控制器,通过外部电阻和内部的齐纳二极管,可以将经过整流的110V或220V交流电压箝位于20V。当Vin上的电压超过欠压闭锁阈值18V后,芯片 开始工作,按照峰值电流控制的模式来驱动外部的MOSFET。在外部MOSFET 的源端和地之间接有电流采样电阻,该电阻上的电压直接传递到PT4107芯片的CS端。当CS端电压超过内部的电流采样阈值电压后,GATE端的驱动信号终止,外部MOSFET关断。阈值电压可以由内部设定,或者通过在LD端施加电压来控制。如果要求软启动,可以在LD端并联电容,以得到需要的电压上升速度,并和LED电流上升速度相一致。



6.PWMD PWM调光兼使能输入端,芯片内部有100K上拉电阻;
7.VIN 芯片电源端;
8.GATE 驱动外挂MOSFET栅极;



以AC 85V~245V全电压输入为例,采用PT4107 PWM LED驱动控制器来做LED日光灯驱动电源的主芯片,设计一个比较理想的应用电路方案(图3)。该方案由全电路由抗浪涌保护、EMC滤波、全桥整流、无源功率因素校正(PFC)、降压稳压器、PWM LED驱动控制器、扩流恒流电路组成。






PCB板的排列是做好产品 的关键,因此PCB板的走线要按电力电子规范要求来设计。本电路可用于T10、T8日光灯管,因两管空间大小不同,二块PCB板的宽度将不同,需要降低所有零件的高度,以便放入T10、T8灯管。图5是T10恒流源板的实物照片,33个元件安装在235???25???0.8毫米的环氧单面印制板上。




关键的设计和考虑因素

1.抗浪涌的NTC。

抗浪涌的NTC选用300???/0.3A热敏电阻,如改变此方案的输出,比如增大电流,则NTC的电流也要选大一些,以免过流自发热。

2.EMC滤波

3.全桥整流

全桥整流器BD1主要进行AC/DC变换,因此需要给予1.5系数的安全余量,建议选用600V/1A。

4.无源PFC

普通的桥式整流器整流后输出的电流是脉动直流,电流不连续,谐波失真大,功率因数低,因此需要增加低成本的无源功率因数补偿电路,如图6所示。这个电路叫做平衡半桥补偿电路,C1和D1组成半桥的一臂,C2和D2组成半桥的另一臂,D3和R组成充电连接通路,利用填谷原理进行补偿。滤波电容C1和C2串联,电容上的电压最高充到输入电压的一半,一旦线电压降到输入电压的一半以下,二极管D1和D2就会被正向偏置,使C1和C2开始并联放电。这样,正半周输入电流的导通角从原来的75???~105???上升到30???~150???;负半周输入电流的导通角从原来的255???~285???上升到210???~330???(图7)。与D3串联的电阻R有助于平滑输入电流尖峰,还可以通过限制流入电容C1和C2的电流来改善功率因数。采用这个电路后,系统的功率因数从0.6提高到0.89。R有浪涌缓冲和限流功能,因此不宜省略。

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